(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の少なくとも一部分を各々描く複数のフレームを含む該対象物の画像を提供するように構成されており、センサ露出時間およびセンサ利得を有するセンサと、
前記複数のフレームの隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があるかどうかを判定する動き検出器と、
隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があるという前記動き検出器による判定に応答して、前記センサ露出時間を第1の値に設定し、かつ隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動がないという判定に応答して、前記センサ露出時間を、前記第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定するように構成されているコントローラと
を備え、かつ、
画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する色検出器
をさらに備える撮像装置であって、
前記コントローラが、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると前記動き検出器によって判定されるか否かにかかわらず、前記複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、前記センサ露出時間と前記センサ利得の少なくとも一方を調整するようにさらに構成されており、
目標輝度値が目標カラー輝度値と目標白黒輝度値のうちの一方であり、
前記コントローラが、前記画像がカラー画像であると判定されるかまたは白黒画像であると判定されるかに応じて、カラー画像の場合の値は白黒画像の場合の値より大きい、前記目標カラー輝度値と前記目標白黒輝度値のうちの一方に、前記複数のフレームの輝度値を実質的に維持すべく、前記センサ露出時間と前記センサ利得の少なくとも一方を調整するように構成されている、
撮像装置。
【請求項２】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される期間において、コントローラが、センサ露出時間を第1の値に維持するように、かつセンサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整するように構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項３】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第1の部分において、コントローラが、センサ露出時間を第2の値に維持するように、かつセンサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整するように構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項４】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第2の部分において、コントローラが、センサ利得を固定の利得値に維持するように、かつセンサ露出時間を、複数のフレームの輝度値が目標輝度値と等しくなるよう固定の露出時間値にさらに調整するように、さらに構成されている、請求項3記載の撮像装置。
【請求項５】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第3の部分において、コントローラが、センサ利得を固定の利得値に維持するように、かつセンサ露出時間を固定の露出時間値に維持するように構成されている、請求項4記載の撮像装置。
【請求項６】
前記期間の第3の部分が前記期間の第2の部分の後に続き、かつ前記期間の前記第2の部分が前記期間の第1の部分の後に続く、請求項5記載の撮像装置。
【請求項７】
コントローラが、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると動き検出器によって判定されるかどうかと、画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかとに応じて、前記画像のコントラストと前記画像の彩度の少なくとも一方を異なる値に調整するようにさらに構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項８】
色検出器がコントローラによって実現される、請求項1記載の撮像装置。
【請求項９】
動き検出器が、対象物とセンサとの間の相対運動と、隣接するフレーム間の前記対象物の少なくとも一部分の倍率の変化とに応答して、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定するように構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項１０】
コントローラが、画像より2〜16倍大きい拡大された画像を作成するように構成されており、
前記拡大された画像を表示するように構成されたディスプレイユニット
をさらに含む、請求項1記載の撮像装置。
【請求項１１】
画像の拡大のレベルが連続的である、請求項10記載の撮像装置。
【請求項１２】
動き検出器が、隣接するフレームの輝度間の差である輝度値差分を決定するように構成されており、かつ
前記動き検出器が、前記輝度値差分が閾値より大きい場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定するように構成されている、
請求項1記載の撮像装置。
【請求項１３】
動き検出器が、
隣接するフレームの複数の四半分を識別し、
隣接するフレームの対応する四半分の輝度値を決定し、かつ
隣接するフレームの前記対応する四半分の前記輝度値間の差が閾値を超える場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する
ように構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項１４】
動き検出器が、隣接するフレーム内のエッジの位置に少なくとも一部基づいて、隣接するフレーム間に対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定するように構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項１５】
動き検出器がコントローラによって実現される、請求項1記載の装置。
【請求項１６】
対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間に、画像と同じディジタルフレームを作成するように構成されている、請求項1記載の撮像装置。
【請求項１７】
センサを使用して、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む該対象物の画像を生成する動作;
前記複数のフレームの隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定する動作;
前記判定する動作に応答して、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を第1の値に設定し、かつ隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動がないと判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を前記第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定する動作;および
隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定されるか否かにかかわらず、前記複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、前記センサのセンサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作；
画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する動作;および
前記画像がカラー画像であると判定されるかまたは白黒画像であると判定されるかに応じて、カラー画像の場合の値は白黒画像の場合の値より大きい、目標カラー輝度値と目標白黒輝度値のうちの一方に、複数のフレームの輝度値を実質的に維持すべく、センサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作
を含む、対象物を撮像する方法。
【請求項１８】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される期間の少なくとも一部において、
センサ露出時間を第1の値に維持する動作;および
センサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整する動作
をさらに含む、請求項17記載の方法。
【請求項１９】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第1の部分において、
センサ露出時間を第2の値に維持する動作;および
センサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整する動作
をさらに含む、請求項17記載の方法。
【請求項２０】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第2の部分において、
センサ利得を固定の利得値に維持する動作;および
センサ露出時間を、複数のフレームの輝度値が目標輝度値と等しくなるよう固定の露出時間値に調整する動作
をさらに含む、請求項19記載の方法。
【請求項２１】
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第3の部分において、
センサ利得を固定の利得値に維持する動作、および
センサ露出時間を固定の露出値に維持する動作
をさらに含む、請求項20記載の方法。
【請求項２２】
前記画像がカラー画像であるという判定に応答して、前記画像のコントラストと前記画像の彩度の少なくとも一方を調整する動作
をさらに含む、請求項17記載の方法。
【請求項２３】
対象物の画像より2〜16倍大きい、該画像の拡大された画像を作成する動作;および
前記拡大された画像の少なくとも一部分をディスプレイユニットに提供する動作
を含む、請求項17記載の方法。
【請求項２４】
隣接するフレームの輝度間の差であるデルタ輝度値差分を決定する動作;および
輝度値差分が閾値より大きい場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する動作
を含む、請求項17記載の方法。
【請求項２５】
隣接するフレームの複数の四半分を識別する動作;
隣接するフレームの対応する四半分の輝度値を決定する動作;および
隣接するフレームの前記対応する四半分の前記輝度値間の差が閾値を超える場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する動作
をさらに含む、請求項17記載の方法。
【請求項２６】
隣接するフレーム内のエッジの位置に少なくとも一部基づいて、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する、請求項17記載の方法。
【請求項２７】
プロセッサ上で実行するための符号化された命令を記録したコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、実行されると、
センサを使用して、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む該対象物の画像を生成する動作;
前記複数のフレームの隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定する動作;
前記判定する動作に応答して、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を第1の値に設定し、かつ隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動がないと判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を前記第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定する動作;
隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定されるか否かにかかわらず、前記複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、前記センサのセンサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作;
画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する動作;および
前記画像がカラー画像であると判定されるかまたは白黒画像であると判定されるかに応じて、カラー画像の場合の値は白黒画像の場合の値より大きい、目標カラー輝度値と目標白黒輝度値のうちの一方に、複数のフレームの輝度値を実質的に維持すべく、センサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作
を含む方法
をコンピュータに実行させる、コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
1.発明の分野
本発明の態様は撮像のシステムおよび方法に向けられており、より詳細には、少なくともある程度の視力障害を持つ人のニーズに対処することのできる撮像のシステムおよび方法に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
2.関連技術の考察
多くの人々が視力障害またはある程度の視力喪失に悩まされている。高齢層の人々では、少なくとも何らかの形の加齢に伴う視力喪失または障害を有する人の数が増加し続けている。労働災害、遺伝性疾患、および糖尿病などの疾病は、より若年層の人々を苦しめ得るほどの視力喪失または障害をもたらす。
【０００３】
テキスト文書およびその他の画像または対象物を目視することは、視力障害を持つ人々にとって常に困難を伴う。比較的軽度の視力障害を持つ人々でさえも、ある種のスタイル、形状またはサイズの画像の個々の詳細を目視するのに苦労する場合がある。さらに、小さいフォントサイズまたは対象物の詳細は、正常な視力を持つ人々にとってさえもわかりにくい場合もある。
【発明の概要】
【０００４】
低視力用拡大システムは、写真または薬瓶などの静止画像を目視するため（目視モード）、および新聞または雑誌などの印刷物上を移動させて読み取るため（読取りモード）に使用される。これら2つのモードは、特に拡大システムにとって相反する要件を提示する。目視モードではノイズが非常に低いことが必要である。というのは、拡大段階およびコントラスト強調段階においては、あらゆるノイズがはっきり認められるほど増加し、画像の鮮明度を減じるからである。読取りモードでは、読み取られるテキストに沿って装置を移動させる間に文字および画像を判読不能にする文字および画像のブレまたは不鮮明化を防ぐために高速露出を必要とする。これは、目視モードと読取りモードとが異なる最適化を必要とすることを意味する。特に、静止画像を目視するための露出はノイズを最小化する露出であるべきであり、他方、読取りモードのための露出は、ブレを防ぐために高速でなければならない。既存の製品は、どちらにとっても最適ではない、これら2つのモードの中間の露出を選択するものである。本発明では、2つのモードの違いを認識して、相対運動を検出し、どちらの設定が、使用されているモードにとって最適であるかを動的に判定する。
【０００５】
少なくともいくつかの態様は、対象物を撮像するための装置および方法に向けられている。対象物の画像を作成することができ、例えば、ユーザによる目視のために、画像を拡大、変更、または調整するように、画像のパラメータを概して制御することができる。
【０００６】
本発明の少なくとも一つの局面は、撮像装置に向けられている。撮像装置は、対象物の画像を提供するセンサを含み得る。センサは、センサ露出時間およびセンサ利得を有し得るものであり、かつ画像は、対象物の少なくとも一部分を各々描くことのできる複数のフレームを含む。撮像装置は、複数のフレームの隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があるかどうかを判定する動き検出器を含み得る。また撮像装置は、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があるという動き検出器による判定に応答して、センサ露出時間を第1の値に設定することができるコントローラも含み得る。またコントローラは、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないという動き検出器による判定に応答して、センサ露出時間を第2の値に設定することもできる。さらにコントローラは、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に維持すべく、センサ露出時間、センサ利得、またはこれら両方を調整することもできる。
【０００７】
本発明の別の局面は対象物を撮像する方法に向けられている。方法は、センサを使用して、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む対象物の画像を生成することを含む。また方法は、複数のフレームの隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定することも含み得る。方法は、判定する動作に応答して、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される場合にセンサのセンサ露出時間を第1の値に設定する動作を含み得る。方法は、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される場合にセンサのセンサ露出時間を第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定することを含み得る。また方法は、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、センサのセンサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作も含み得る。これは、隣接するフレーム間の対象物の少なくとも一部分の運動が検出されるか否かにかかわらず行われ得る。
【０００８】
本発明のさらなる局面は、プロセッサ上で実行するための命令を用いて符号化されたコンピュータ可読媒体に向けられている。命令は、実行されると、センサを使用して、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む対象物の画像を生成する動作を含む方法を実行する。命令は、実行されると、複数のフレームの隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定する動作を含み得る。命令は、実行されると、判定する動作に応答して、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される場合にセンサのセンサ露出時間を第1の値に設定する動作を含み得る。命令は、実行されると、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される場合にセンサのセンサ露出時間を第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定する動作を含み得る。命令は、実行されると、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定されるか否かにかかわらず、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、センサのセンサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作を含み得る。
【０００９】
本発明のさらなる局面は、対象物の画像を作成するように構成されたセンサを含む撮像装置に向けられ、センサはセンサ露出時間およびセンサ利得を有し、かつ画像は複数のフレームを含む。撮像装置は、対象物とセンサとの間に相対運動があるかどうかを判定する動き検出器を含み得る。また撮像装置は、対象物とセンサとの間に相対運動があるという動き検出器による判定に応答してセンサ露出時間を第1の値に設定し、かつ対象物とセンサとの間に相対運動がないという判定に応答してセンサ露出時間を第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定するように構成されたコントローラも含み得る。またコントローラは、対象物とセンサとの間の相対運動が検出されるか否かにかかわらず、画像の複数フレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、センサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整することもできる。
【００１０】
様々な態様において、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される期間において、コントローラは、センサ露出時間を第1の値に維持することができ、かつセンサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整することができる。隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第1の部分において、コントローラは、センサ露出時間を第2の値に維持することができ、かつセンサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整することができる。隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第2の部分において、コントローラは、センサ利得を固定の利得値に維持することができ、かつセンサ露出時間を、複数のフレームの輝度値が目標輝度値と等しくなるよう固定の露出時間値にさらに調整することができる。隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第3の部分において、コントローラは、センサ利得を固定の利得値に維持することができ、かつセンサ露出時間を、固定の露出時間値に維持することができる。
【００１１】
いくつかの態様において、撮像装置は、画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する色検出器を含む。コントローラは、画像がカラー画像であると判定されるかまたは白黒画像であると判定されるかに応じて、複数のフレームの輝度値を異なる第1および第2の目標輝度値に実質的に維持すべく、センサの露出時間、利得、またはその両方を調整し得る。一態様において、色検出器は、コントローラによって実現され得る。
【００１２】
様々な態様において、動き検出器は、対象物とセンサとの間の相対運動と、隣接するフレーム間の対象物の少なくとも一部分の倍率の変化とに応答して、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定することができる。
[本発明1001]
対象物の少なくとも一部分を各々描く複数のフレームを含む該対象物の画像を提供するように構成されており、センサ露出時間およびセンサ利得を有するセンサと、
前記複数のフレームの隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があるかどうかを判定する動き検出器と、
隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があるという前記動き検出器による判定に応答して、前記センサ露出時間を第1の値に設定し、かつ隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動がないという判定に応答して、前記センサ露出時間を、前記第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定するように構成されているコントローラと
を備える撮像装置であって、
前記コントローラが、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると前記動き検出器によって判定されるか否かにかかわらず、前記複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、前記センサ露出時間と前記センサ利得の少なくとも一方を調整するようにさらに構成されている、
撮像装置。
[本発明1002]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される期間において、コントローラが、センサ露出時間を第1の値に維持するように、かつセンサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整するように構成されている、本発明1001の撮像装置。
[本発明1003]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第1の部分において、コントローラが、センサ露出時間を第2の値に維持するように、かつセンサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整するように構成されている、本発明1001の撮像装置。
[本発明1004]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第2の部分において、コントローラが、センサ利得を固定の利得値に維持するように、かつセンサ露出時間を、複数のフレームの輝度値が目標輝度値と等しくなるよう固定の露出時間値にさらに調整するように、さらに構成されている、本発明1003の撮像装置。
[本発明1005]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第3の部分において、コントローラが、センサ利得を固定の利得値に維持するように、かつセンサ露出時間を固定の露出時間値に維持するように構成されている、本発明1004の撮像装置。
[本発明1006]
前記期間の第3の部分が前記期間の第2の部分の後に続き、かつ前記期間の前記第2の部分が前記期間の第1の部分の後に続く、本発明1005の撮像装置。
[本発明1007]
目標輝度値が第1の目標カラー輝度値と第1の目標白黒輝度値のうちの一方であり、
画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する色検出器
をさらに備える撮像装置であって、
コントローラが、前記画像がカラー画像であると判定されるかまたは白黒画像であると判定されるかに応じて、カラー画像の場合の値は白黒画像の場合の値より大きい、異なる第1の目標輝度値および第2の目標輝度値に、複数のフレームの前記輝度値を実質的に維持すべく、センサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整するように構成されている、
本発明1001の撮像装置。
[本発明1008]
コントローラが、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると動き検出器によって判定されるかどうかと、画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかとに応じて、前記画像のコントラストと前記画像の彩度の少なくとも一方を異なる値に調整するようにさらに構成されている、本発明1007の撮像装置。
[本発明1009]
色検出器がコントローラによって実現される、本発明1007の撮像装置。
[本発明1010]
動き検出器が、対象物とセンサとの間の相対運動と、隣接するフレーム間の前記対象物の少なくとも一部分の倍率の変化とに応答して、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定するように構成されている、本発明1001の撮像装置。
[本発明1011]
コントローラが、画像より2〜16倍大きい拡大された画像を作成するように構成されており、
前記拡大された画像を表示するように構成されたディスプレイユニット
をさらに含む、本発明1001の撮像装置。
[本発明1012]
画像の拡大のレベルが連続的である、本発明1011の撮像装置。
[本発明1013]
動き検出器が、隣接するフレームの輝度間の差である輝度値差分を決定するように構成されており、かつ
前記動き検出器が、前記輝度値差分が閾値より大きい場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定するように構成されている、
本発明1001の撮像装置。
[本発明1014]
動き検出器が、
隣接するフレームの複数の四半分を識別し、
隣接するフレームの対応する四半分の輝度値を決定し、かつ
隣接するフレームの前記対応する四半分の前記輝度値間の差が閾値を超える場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する
ように構成されている、本発明1001の撮像装置。
[本発明1015]
動き検出器が、隣接するフレーム内のエッジの位置に少なくとも一部基づいて、隣接するフレーム間に対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定するように構成されている、本発明1001の撮像装置。
[本発明1016]
動き検出器がコントローラによって実現される、本発明1001の装置。
[本発明1017]
対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間に、画像と同じディジタルフレームを作成するように構成されている、本発明1001の撮像装置。
[本発明1018]
センサを使用して、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む該対象物の画像を生成する動作;
前記複数のフレームの隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定する動作;
前記判定する動作に応答して、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を第1の値に設定し、かつ隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動がないと判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を前記第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定する動作;および
隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定されるか否かにかかわらず、前記複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、前記センサのセンサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作
を含む、対象物を撮像する方法。
[本発明1019]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定される期間の少なくとも一部において、
センサ露出時間を第1の値に維持する動作;および
センサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整する動作
をさらに含む、本発明1018の方法。
[本発明1020]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第1の部分において、
センサ露出時間を第2の値に維持する動作;および
センサ利得を、複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく調整する動作
をさらに含む、本発明1018の方法。
[本発明1021]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第2の部分において、
センサ利得を固定の利得値に維持する動作;および
センサ露出時間を、複数のフレームの輝度値が目標輝度値と等しくなるよう固定の露出時間値に調整する動作
をさらに含む、本発明1020の方法。
[本発明1022]
隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動がないと判定される期間の第3の部分において、
センサ利得を固定の利得値に維持する動作、および
センサ露出時間を固定の露出値に維持する動作
をさらに含む、本発明1021の方法。
[本発明1023]
画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する動作;および
前記画像がカラー画像であると判定されるかまたは白黒画像であると判定されるかに応じて、カラー画像の場合の値は白黒画像の場合の値より大きい、異なる第1の目標輝度値および第2の目標輝度値に、複数のフレームの輝度値を実質的に維持すべく、センサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作
をさらに含む、本発明1018の方法。
[本発明1024]
画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定する動作;および
前記画像がカラー画像であるという判定に応答して、前記画像のコントラストと前記画像の彩度の少なくとも一方を調整する動作
をさらに含む、本発明1018の方法。
[本発明1025]
対象物の画像より2〜16倍大きい、該画像の拡大された画像を作成する動作;および
前記拡大された画像の少なくとも一部分をディスプレイユニットに提供する動作
を含む、本発明1018の方法。
[本発明1026]
隣接するフレームの輝度間の差であるデルタ輝度値差分を決定する動作;および
輝度値差分が閾値より大きい場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する動作
を含む、本発明1018の方法。
[本発明1027]
隣接するフレームの複数の四半分を識別する動作;
隣接するフレームの対応する四半分の輝度値を決定する動作;および
隣接するフレームの前記対応する四半分の前記輝度値間の差が閾値を超える場合に、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する動作
をさらに含む、本発明1018の方法。
[本発明1028]
隣接するフレーム内のエッジの位置に少なくとも一部基づいて、隣接するフレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があると判定する、本発明1018の方法。
[本発明1029]
実行されると、
センサを使用して、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む該対象物の画像を生成する動作;
前記複数のフレームの隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定する動作;
前記判定する動作に応答して、隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を第1の値に設定し、かつ隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動がないと判定される場合に前記センサのセンサ露出時間を前記第1の値とは実質的に異なる第2の値に設定する動作;および
隣接するフレーム間に前記対象物の前記少なくとも一部分の運動があると判定されるか否かにかかわらず、前記複数のフレームの輝度値を目標輝度値に実質的に維持すべく、前記センサのセンサ露出時間とセンサ利得の少なくとも一方を調整する動作
を含む方法
を実行する、プロセッサ上で実行するための命令
を用いて符号化されたコンピュータ可読媒体。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付の図面は、縮尺通り描くことを目的とするものではない。図面において、様々な図に例示されている同一のまたはほぼ同一の各構成要素は、類似の符番で表されている。明確にするために、図面によってはすべての構成要素に名前が付されない場合もある。本明細書において開示するシステムおよび方法の上記およびその他の目的、特徴、および利点は、以下の様々な態様の説明を、添付の図面と併せて読めばより十分に理解される。
【図１】第1の構成における本発明の一態様による撮像装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の別の態様による撮像装置の下面を示す平面図である。
【図３】第2の構成における本発明の一態様による撮像装置を示す斜視図である。
【図４】第3の構成における本発明の一態様による撮像装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の一態様による撮像装置を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の一態様による対象物を撮像する方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一態様による撮像装置の作動モードの例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
詳細な説明
本明細書において説明するシステムおよび方法の適用は、この説明に示す、または図面に例示する構成の詳細および構成要素の配置だけに限定されるものではない。本発明は、他の態様も可能であり、様々な方法で実施または実行することが可能である。また、本明細書において使用する語句および用語も、説明のためのものであり、限定とみなすべきではない。本明細書における「含む」、「備える」、「有する」、「包含する」、「伴う」、およびこれらの変形の使用は、その後に続けて記載される項目およびその均等物、ならびにさらなる項目を包含することを意味するものである。
【００１５】
様々な局面および態様は、対象物の撮像に向けられている。例えば、以下でさらに論じるように、撮像装置は、対象物の画像を取り込み、または作成することができる。これらの画像は、一連のフレームを含んでいてもよく、画像の目視を容易にするために拡大され得る。例えば、撮像装置と撮像装置によって撮像される対象物との間に相対運動がある場合、結果として生じる画像は、視覚的に知覚されるノイズ、ブレ、またはその他のアーチファクトを含み得る。これらのアーチファクトは、画像と一緒に拡大され、よって、結果として生じる拡大画像の表示の画像品質を低下させる場合もある。本発明によれば、拡大画像に現れ得る所望でないアーチファクトのレベルを制御するように画像パラメータが調整され得る。センサの露出時間や利得などのパラメータを調整することにより、視覚的に知覚される所望でないアーチファクトを、許容できるレベルまで低減することができ、ユーザによる画像または画像の拡大部分の知覚が容易になる。
【００１６】
図1には、撮像装置100の斜視図が示されている。様々な態様において、撮像装置100は、Saint Petersburg, FloridaのFreedom Scientific BLV Group, LLC.から入手できるような撮像装置を含み得る。一態様において、撮像装置100は、机の上など、相対的に固定された位置にとどまるように設計された固定装置とすることができる。いくつかの態様において、撮像装置100は、例えば電池電源などで動くことのできる手持ち式機器などの携帯式装置とすることができる。撮像装置100は、対象物の撮像に専用の装置を含んでいてもよく、または撮像装置100は、携帯情報端末やデスクトップコンピュータなどの携帯式もしくは固定式のマルチタスク装置の一部とすることもできる。
【００１７】
図1に示すように、撮像装置100は、少なくとも一つのディスプレイ105を含み得る。ディスプレイ105は、例えば、液晶、プラズマ、またはその他のフラット・パネル・ディスプレイ、ならびにモニタや陰極線管ディスプレイなどを含み得る。図1には撮像装置100の一体型構成要素であるものとして示されているが、一態様では、ディスプレイ105は、撮像装置100から離れていてもよい。例えば、RCAビデオコネクタなどのケーブル（図1には図示されていない）で、テレビまたはコンピュータモニタを含むディスプレイ105に撮像装置100を接続してもよい。撮像装置100が携帯式装置である一態様では、ディスプレイ105は、例えば、7インチ液晶ディスプレイなどを含み得る。この例は限定ではなく、ディスプレイ105は様々な形状およびサイズのものとすることができる。
【００１８】
ディスプレイ105は、画像の全部または一部を様々なモードで表示し得る。例えば、ディスプレイ105は、静止画像（例えば画像の単一のフレームなど）を表示しても、ビデオ画像（例えば一連のフレームなど）を表示してもよい。ディスプレイ105に提供され、またはディスプレイ105によって表示される画像は、リアルタイムで表示されても、実質的にリアルタイムで表示されてもよい。一態様において、ディスプレイ105上に表示される画像は、タイムシフト視聴のためにメモリから読み出され得る。
【００１９】
一態様において、撮像装置100は、少なくとも一つの電源スイッチ110と、電源コネクタ115と、電源表示灯120とを含む。当然理解されるように、電源スイッチ110は、撮像装置をオン・オフするためのボタンを含んでいてもよく、電源コネクタ115は、撮像装置を外部電源と接続するためのコードを含んでいてもよく、電源表示灯120は、撮像装置100が使用可能であり、またはオンになっていることをユーザに示すための発光ダイオードなどの表示を含んでいてもよい。例えば、電源表示灯120は、電池状況を示す発光ダイオードなどを含み得る。また、撮像装置100は、例えば、内蔵や外付けの電池や壁付きコンセントなどを介して直流または交流電源から電源をとり得ることも理解すべきである。
【００２０】
いくつかの態様において、撮像装置100は、フロントパネル125を含み得る。フロントパネル125は、カラーセレクタ130、倍率セレクタ135、および静止画セレクタ140などのユーザインターフェース機能を含み得る。静止画セレクタ140は、ユーザにより作動されると、画像の少なくとも一部分の表示を一時停止するボタンを含み得る。一態様において、撮像装置100は、撮像装置100によって撮像されている対象物のサイズの、例えば2倍から16倍までの間で、画像の少なくとも一部分を徐々に拡大することのできる倍率セレクタ135を含む。別の態様では、撮像装置100は、画像の少なくとも一部分を連続して、すなわち段階的にではなく滑らかに拡大することのできる倍率セレクタ135を含む。
【００２１】
いくつかの態様において、カラーセレクタ130は、様々なカラー方式の中から、ディスプレイ105に提供される画像の一部を形成し得る背景色またはテキスト色を選択し得る。例えば、カラーセレクタ130は、ユーザによって押されると、画像の表示のための様々なカラーオプションを繰り返し表示するボタンを含み得る。カラーセレクタ130は、例えば、白、黒、黄、赤、マゼンタ、青などを含むいくつかの前景色または背景色のコントラストまたはその他の特性を調整することにより画像の表示を向上させるカラーオプションの中から選択することができる。
【００２２】
図1の態様を参照すると、ディスプレイ105の位置およびそれに関連付けられた枠145は、ハウジング150に対して調整することができる。例えば、ディスプレイ105とハウジング150とは、第1の軸155に対して旋回し得る。他の態様では、ディスプレイ105は、ハウジング150に対して固定された位置にあり、よって、例えば、図1の態様に示すように回転しなくてもよいことを理解すべきである。
【００２３】
図2には、本発明の一態様による撮像装置100の下面の平面図が示されている。この態様では、撮像装置100は、少なくとも一つの撮像窓205を含み得る。図2に示すように、撮像窓205は、ハウジング150内に配置され得る。また、いくつかの態様において、ハウジング150は、少なくとも一つのセンサ210もサポートする。例えば、撮像窓205は透明レンズを含んでいてもよく、センサ210は、撮像装置100に内蔵され、撮像窓205に覆われた状態でハウジング150内に位置し得る。この例では、撮像窓205の近傍を通過する対象物がセンサ210によって検出され得る。本明細書においてさらに論じるように、センサ210は、対象物の画像を生成することのできるCMOSセンサ、監視カメラ、またはその他の画像取込み装置を含み得る。
【００２４】
図1および図2を参照すると、撮像窓205は、ハウジング150のパネル160内に位置し得る。例えば、撮像装置100は、手持ち式装置として使用するために設計され得る。使用可能な状態にあるとき、撮像装置100は、パネル160が対象物（図1および図2には示されていない）に面するように配置され得る。この例では、撮像窓205が対象物上を通過し、センサ210が対象物の画像を作成し得る。いくつかの態様では、撮像装置100と対象物との間に相対運動が存在する。この動きは、静止した対象物に対する撮像装置100（またはその構成要素）の運動による場合も、静止した撮像装置100に対する対象物の運動による場合も、または撮像装置100と対象物両方の運動による場合もある。例えば、対象物は固定された位置にあり、撮像装置100は、センサ210がある期間にわたって対象物に露出されるように対象物のそばを通過し得る。一態様において、撮像装置100と対象物とは、これらの間に相対運動が生じないように固定された位置に置かれる。
【００２５】
撮像窓205およびセンサ210の位置は撮像装置100のいかなる特定の部分にも限定されないことを理解すべきである。例えば、撮像窓205およびセンサ210は、パネル160を含むハウジング150の様々な箇所に位置し得る。一態様では、撮像窓205およびセンサ210は、ディスプレイ105とは別個の装置の一部とすることができる。例えば、有線接続または無線接続により、対象物の画像を、センサ210からディスプレイ105に送信させてもよい。様々な態様において、撮像窓205は平面でなくてもよい。例えば、撮像窓205は、撮像装置100から突出してもよく、伸縮式とすることもできる。
【００２６】
図3には、第3の構成における撮像装置100の斜視図が示されている。図1および図3を参照すると、図1に示す撮像装置100のディスプレイ105は、第1の軸155を中心に旋回して、パネル160と撮像窓205とがおおむねディスプレイ105の前にある図3に示す位置になることがわかる。例えば、図3では、薬瓶などの対象物が撮像窓205上を通過することができる。この例では、センサ210は、薬瓶の画像、または薬瓶に貼付されたラベルなどの薬瓶の一部分の画像を取り込み、または作成し得る。
【００２７】
図4には、さらなる構成における撮像装置100の斜視図が示されている。図4に示す態様では、撮像装置100は、スタンド405を含む。様々な態様において、スタンド405は、ハウジング150に対して第2の軸420を中心に旋回し得る。例えば、スタンド405は、ハウジング150に対して、対象物が撮像窓205の近くに配置され得るまたは撮像窓205のそばを通過し得るように、撮像窓205を位置決めすべく旋回し得る。またスタンド405は、ユーザが画像を目視するのに適した位置にディスプレイ105を位置決めするように旋回してもよい。
【００２８】
代替の態様において、スタンド405は、第1の脚410および第2の脚415を含む。図4に示すように、撮像窓205は、センサ210（図4には示されていない）が、概して第1の脚410と第2の脚415との間に配置されたまたはその間を通過する対象物の画像を取り込むことができるように、位置決めされ得る。
【００２９】
撮像装置100は、図1〜4の例に示される構成以外の構成を有していてもよいことを理解すべきである。例えば、撮像装置100は、複数のセンサ210を含み得る。この代替の態様では、センサ210は、複数の角度から同時に、または別々に、対象物の画像を取り込む。さらなる態様では、撮像装置100は、静止画像やビデオ画像などの対象物の画像を記憶するのに十分な量のメモリを含む。これらの記憶された画像は、例えば、ディスプレイ105上に画像または画像の拡大された部分をタイムシフト表示するのに使用され得る。
【００３０】
図5には、本発明の一態様による撮像装置100を描いた機能ブロック図が示されている。本明細書において示す様々な態様において、撮像装置100は、ディスプレイユニット105による表示のために少なくとも一つの対象物505の画像を取り込むことができる。対象物505は、様々な形状および形態を有する多種多様の対象物を包含し得る。例えば、対象物505は、テキスト、デザイン、またはパターンを有する文書を含み得る。いくつかの態様において、対象物505は、視覚的に知覚するのが困難な細かい活字またはフォントを有する文書を含む。対象物505は、契約書や薬の処方箋などの法律文書または医療文書を含み得る。一態様では、対象物505は、薬瓶に貼付されたラベルを含み得る。別の態様では、対象物505は、美術品を含み得る。対象物505は、組織試料や生き物など、研究対象とされる要素を含み得る。対象物の例には、文書、グラフィックス、ラベル、または写真などが含まれ、対象物は、事実上、平坦でも、でこぼこしていても、凹形でも、凸形でも、立体でもよい。対象物505は、様々な形状およびサイズを有していてもよく、撮像装置100より大きくても小さくてもよいことを理解すべきである。
【００３１】
様々な態様において、センサ210は、対象物505の画像を取り込むか、または作成する。例えば、センサ210は、対象物505がセンサ210の作動範囲内にある期間において、対象物505の一連の画像を作成し得る。いくつかの態様では、センサ210によって作成される対象物505の画像は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムでディスプレイユニット105に提供され得る。別の態様では、画像は、ディスプレイユニット510によるタイムシフト表示のためにメモリ510にバッファリングされ、または記憶され得る。これらの画像は、一連のフレームを含み得る。
【００３２】
様々な態様において、センサ210は、構成可能な利得値および露出時間値を有する画像センサを含む。例えば、センサ210は、集積回路および画素センサまたはその他の光検出器の配列を有する能動画素センサを含み得る。一態様では、センサ210は、少なくとも一つのCMOSセンサをチップの形態で含む。例えば、センサ210は、例えば、15フレーム/秒などのフル解像度フレームレートを有するマルチメガピクセルCMOSセンサチップを含み得る。一態様では、センサ210は、8×8mm以下のフットプリントを有するチップを含む。
【００３３】
いくつかの態様において、センサ210は、対象物を撮像し、直接またはコントローラ515を介してディスプレイユニット105にフレームを出力する。例えば、センサ210は、RAWフォーマットまたは圧縮された赤、緑、および青（RGB）の画素データとしてのフレームを出力し得る。センサ210によって作成される画素データは、対象物505の画像の少なくとも一部分に対応する画素の輝度、クロミナンス、色相、または彩度のデータを含み得る。一態様では、センサ210は、圧縮された画素データを出力し得る。
【００３４】
様々な態様において、センサ210の一部とすることのできる色検出器520は、輝度およびクロミナンスの画素データを評価して、画像を、カラー画像または白黒画像として識別することができる。例えば、対象物505は、黒い文字が書かれた白い紙を含み得る。この例では、色検出器520は、RGB輝度およびクロミナンス画素データをサンプリングし、データが、例えば、赤、緑、および青の画素データ間の差が閾値差分より小さいなど、均一性の閾値レベル内にあると判定し得る。この例を続けると、色検出器520は、RGB画素データ値間のコントラストの欠如により、画像を白黒画像と識別し得る。一態様では、色検出器520は、RGB画素値データの差が閾値差分値より大きい場合に、センサ210によって取り込まれた画像をカラー画像として識別する。例えば、センサ210によって作成された画像が色を含む場合に、赤、緑、および青の画素値は、画像内で特定の色を生成するのに十分な程度まで相互に異なり得る。この例では、色検出器520は、この差、すなわちデルタが閾値より大きい場合に、画像の少なくとも一部分における色を識別し得る。
【００３５】
一態様では、色検出器520は、画像内の色の量を決定することができ、かつコントローラ515は、色検出器520によって画像のフレームの少なくとも一部分に存在することが示される色の量に一部は基づいて目標輝度値を調整または選択することができる。例えば、0から255までの範囲の輝度スケールで、画像が白黒画像であることを示す色検出器520に応答して目標輝度値66が設定され、画像がカラー画像であることを示す色検出器520に応答して目標輝度値92が設定され得る。これらは例であり、異なる目標輝度値も選択され得ることを理解すべきである。
【００３６】
様々な態様において、撮像装置100は、少なくとも一つの動き検出器525を含む。一態様では、動き検出器525は、撮像装置100と対象物505との間の相対運動を検出する。例えば撮像装置100は、対象物505が、例えばセンサ210に近接して動く間、固定された位置にあってもよい。一例では、対象物505は、撮像装置100が対象物505のそばを通過する間、静止していてもよい。別の例では、対象物505と撮像装置100の両方が運動してもよい。例えば、動き検出器525は、対象物505が撮像装置100に対して運動していることを判定するための加速度計を含み得る。動き検出器525は、他の態様では、撮像装置100と対象物505との間に相対運動があるかどうかを判定することのできる任意の装置またはシステム（ソフトウェアにより実現される方法を含む）とすることができる。
【００３７】
いくつかの態様において、動き検出器525は、センサ210によって作成される画像のフレーム間の対象物の動きに少なくとも一部基づいて、撮像装置100と対象物505との間の動きを検出する。例えば、センサ210によって作成される画像は、一連の画素列を各々含む複数のフレームを含み得る。画像のフレームは、ディスプレイユニット105によって、画像の写真（スナップショットなど）として表示され得る。連続して目視される一連のフレームは、ディスプレイユニット105によってビデオとして表示され得る。
【００３８】
様々な態様において、動き検出器525は、複数のフレームの任意の2つ以上において表される対象物の少なくとも一部分の運動があるかどうかを判定し得る。例えば、隣接するフレームが異なる拡大値を有するために、2つのフレームの間で対象物の少なくとも一部分の位置が異なる場合もある。動き検出器525は、撮像装置100と対象物505との間の物理的運動とは無関係な、対象物の画像の拡大に起因する動きを検出し得る。
【００３９】
一態様では、動き検出器525は、画像のフレームを評価して、対象物505と撮像装置100との間の相対運動の有無を推論することができる。例えば、画像の第1のフレームと画像の第2のフレームは、撮像装置100と対象物505との間に相対運動がある場合に、異なり得る。第1のフレームと第2のフレームとは、そうである必要はないが、一つの画像の連続するフレームとすることもできる。動き検出器525は、画像の各部分のエッジと関連付けられる第1のフレームと第2のフレームの画素を識別し得る。例えば、あるエッジが第1のフレームと第2のフレームとでそれぞれ異なる相対的位置を有するとき、動き検出器525は、撮像装置100（またはセンサ210）と対象物505との間に相対運動が存在すると判定し得る。
【００４０】
様々な態様において、動き検出器525は、画像の少なくとも一つのフレームの輝度値に少なくとも一部基づいて、撮像装置100または撮像装置100の構成要素と対象物505との間の動きを判定し得る。例えば、動き検出器525は、第1のフレームの輝度値および第2のフレームの輝度値を決定し得る。この例では、動き検出器525が、単独で、またはコントローラ515もしくはセンサ210と組み合わさって、第1のフレームの輝度値と第2のフレームの輝度値との輝度値の差であるデルタ値を決定し得る。デルタ値（または一連のデルタ値の総計）が、例えば閾値より大きい場合、動き検出器525は、対象物505と撮像装置100との間の相対運動を判定または識別し得る。
【００４１】
いくつかの態様において、動き検出器525は、センサ210によって作成された画像のフレームの各部分からの輝度データを評価することによって対象物505と撮像装置100との間の相対運動を識別することができる。例えば、画像は一連のフレームを含み、各フレームは、四半分などの区分に分割され得る。動き検出器525は、第1のフレームの四半分の少なくとも一つおよび第2のフレームの四半分の少なくとも一つの輝度値、ならびに第1のフレームの四半分と第2のフレームの四半分との輝度値間の差のデルタ値を識別し得る。この例では、動き検出器525は、デルタ値と閾値との比較に基づいて各フレーム内に描かれた対象物間の相対運動を検出し得る。例えば、相対運動は、デルタ値が閾値より大きい場合に存在し得る。一態様では、動き検出器525は、デルタ値が閾値より小さい場合に、相対運動が存在しないと判定し得る。
【００４２】
様々な態様において、動き検出器525は、連続するフレームの対応する四半分から輝度値を識別する。各フレームは、様々な方法で分割されてもよく、必ずしも四半分または同サイズの他の区分に分割されなくてもよい。いくつかの態様では、動き検出器525は、画像の任意の2つのフレームの対応する部分を評価し、輝度値に基づいて、撮像装置100とセンサ210との間の相対運動を検出することができる。さらに、輝度値は、動き検出器525によってサンプリングされてもよく、センサ210、色検出器520、コントローラ515、またはメモリ510いずれかから受け取られてもよい。
【００４３】
コントローラ515は、一般に、少なくとも一つのプロセッサ、マイクロチップまたは集積回路を含むことを理解すべきである。またコントローラ515は、センサ210、色検出器520、および動き検出器525のすべての部分を含むか、またはそれらを実現してもよい。一態様では、コントローラ515は、センサ210のパラメータを制御する。例えば、コントローラ515は、センサ210のセンサ利得またはセンサ露出時間を調整し得る。別の態様では、センサ利得およびセンサ露出時間は、同時に調整され得る。これらの調整は、例えば、センサ210作動時の撮像装置100と対象物505との間の相対運動に起因するノイズやブレなどの特性を低減することによって、画像品質を改善する。
【００４４】
一態様において、コントローラ515は、画像の各フレームの輝度値を検出し得るフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイを含む。例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、フレームの各画素の複数の画素輝度値を識別し、集約し得る。別の例では、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、第1のフレームの各画素と第2のフレームの各画素との間の複数の画素輝度差分値を識別し、それらの複数の画素輝度差分値を集約して画素輝度差分値の総計または平均値を求めることができる。
【００４５】
様々な態様において、携帯式撮像装置100を有するユーザは、センサ210が対象物505を通過するように、撮像装置100を動かして対象物505を通過させてもよい。例えばユーザは、撮像装置100を動かして、開いた薬品戸棚のそばを通過させてもよい。オブジェクト505は、薬品戸棚の棚上の薬瓶に貼付された少なくとも一つのラベルを含み得る。この例示的態様では、ユーザが撮像装置100を動かして薬品戸棚のそばを通過させることに起因する撮像装置100と対象物505との間の相対運動が存在する。この例を続けると、動き検出器525は、撮像装置100と対象物505との間の相対運動を識別する。この相対運動は、リアルタイムで（またはほぼリアルタイムで）ディスプレイユニット105によって表示されるときに、センサ210によって取り込まれた画像がブレて、またはノイズを含んで見える原因となり得る。コントローラ515は、検出された相対運動に応答して、画像の視認性を向上させるためのセンサ利得と露出時間の少なくとも一つを調整し得る。
【００４６】
一例示的態様では、構成可能な利得および露出時間を有するセンサ210が複数のフレームを提供し、各フレームは、対象物の少なくとも一部分を描き得る。動き検出器525は、例えば、撮像装置100と対象物505との間の物理的動き、各フレーム内で表される対象物のエッジの検出に基づく動き、フレーム輝度値の合計、一部、もしくは平均の変化に基づく動き、または画像の各フレーム内で表される対象物の拡大に基づく動きなどに基づいて、画像の各フレーム間における対象物505の全部または一部の動きを検出し得る。
【００４７】
この例示的態様を続けると、動き検出器525が、フレーム間に対象物の運動があると判定したことに応答して、コントローラ515は、センサ露出時間を第1の値に設定することができる。例えば、センサ露出時間が第1の値にあるとき、コントローラ515は、輝度値を一定の輝度値に維持すべく、センサ利得を調整し得る。一態様では、センサ露出時間の第1の値は、前のセンサ露出時間より小さい値とすることができる。この態様では、コントローラ515は、一定の輝度出力を維持すべくセンサ利得を増加させることができる。例えば、センサ210は、15フレーム/秒のフレームレートを有し得る。この例では、動き検出器525が、フレーム間に対象物の運動があると判定すると、コントローラ515は、センサ露出時間を、フレームレートの6分の1の第1の値に設定し得る。
【００４８】
この例示的態様を続けると、動き検出器525が、フレーム間に対象物の運動がないと判定したことに応答して、コントローラ515は、センサ露出時間を第2の値に設定することができる。この態様の一例では、センサ露出時間は、動きの間は第1の値に設定され得る。動きが停止すると、コントローラ515は、センサ露出時間を、第1の値から第2の値に変更し得る。センサ露出時間の第1の値から第2の値への変更により、そうでなければ表示画像に現れるはずの、視覚的に知覚される所望でない画像の色落ち、暗さ、ブレまたはノイズアーキテクチャの量および大きさを低減することができる。その場合コントローラ515は、センサ露出値の第1の値から第2の値への変更に応答して、センサ利得を、比較的一定の輝度値を維持すべく調整し得る。例えば、センサ210が15フレーム/秒のフレームレートを有する場合、動き検出器525が、運動がないと判定すると、コントローラ515は、センサ露出時間を、フレームレートの6分の1の第1の値からフレームレートの1/2の第2の値に変更し得る。
【００４９】
この例示的態様を続けて、検出器525が、動きがないと判定し、コントローラ515がセンサ露出値を第2の値に設定すると、コントローラ515は、フレーム輝度値を、ディスプレイユニット105による画像表示を向上させるように引き続き調整し得る。例えば、センサ210が第2の値で構成されている期間の第1の部分において、コントローラ515は、センサ露出時間を第2の値に維持することができ、かつセンサ利得を、フレーム輝度を制御するように調整することができる。この例では、センサ利得調整を固定のセンサ露出時間と組み合わせることにより、センサ210に、最適な画像表示のための目標輝度値に近い輝度値を有するフレームを作成させる。
【００５０】
この例示的態様の一例では、センサ時間が第2の値に固定されている間のセンサ利得の変更により、目標輝度値とは異なるが目標輝度値に近いフレーム輝度値を維持し得る。この例では、さらなるセンサ利得調整を固定のセンサ露出時間（第2の値）と組み合わせることにより、やはり目標値と等しくはない輝度値を有するフレームを作成し得る。この例を続けると、コントローラ515は、センサ利得を固定し、センサ露出時間を、フレーム輝度値を目標輝度値に至らせるように第2の値から調整し得る。この例では、フレーム輝度値とフレーム目標値とが一致すると、コントローラ515は、センサ利得およびセンサ露出時間の値を、その一致したフレーム輝度値を生成する値に固定し得る。別の態様では、センサ利得および露出時間は、フレーム輝度値と目標輝度値とを一致させるように同時に調整され得る。さらに別の態様では、センサ利得と露出時間値とのどの組み合わせも目標輝度値と一致したフレーム輝度値を生み出さない場合、コントローラ515は目標輝度値を、画像のフレームの一つの少なくとも一部分の輝度値と一致するように調整し得る。
【００５１】
一定の輝度値は、例えば、カラー画像または白黒画像の画像フレームについての所定のまたは望ましい輝度値とすることもでき、撮像装置100と対象物505との間の連続する動きの期間についての輝度値とすることもできる。一定の輝度値とほぼ同様の輝度値を有する画像は、ディスプレイユニット105による表示に適し得る。動きがあるときにセンサ露出時間を第1の値に設定し、動きがないときに第2の値に設定し、センサ利得またはセンサ露出時間を調整することにより、センサ210によって作成されるフレームの輝度値は、ディスプレイユニット105による表示により適した一定の輝度値またはそれに近い値に維持され得る。一態様では、連続する動きの期間において、センサ210の露出時間は固定され、センサ210の利得は、輝度値を一定の輝度値に、もしくはその近辺に維持するように、または輝度値を一定の輝度値に至らせるように調整され得る。センサ210の利得もしくは露出時間またはその両方を調整することにより、センサ210によって取り込まれる画像の各フレームの輝度値を変更することができることを理解すべきである。例えば、所与の露出時間に対して、センサ210の利得を増加させると、通常は、センサ210によって取り込まれる画像のフレームの輝度値が増加し、センサ210の利得を減少させると、輝度値が減少する。同様に、所与の利得値に対して、センサ210の露出時間を増加させると、センサ210によって取り込まれる画像のフレームの輝度値が増加し、センサ210の露出時間を減少させると輝度値が減少する。よって、センサ利得および露出の調整により、フレーム輝度値を概して一定のレベルに維持することができる。
【００５２】
一態様において、コントローラ515は、センサ露出時間を第2の値に設定することができ、かつ輝度値を比較的一定の目標輝度値にまたはその近辺に維持すべく、センサ利得を調整するか、またはセンサ露出時間を（第2の値から）さらに調整することができる。例えば、撮像装置100と対象物505とによって作成される画像の各フレーム内で表される対象物505間での動きありから動きなしへの状態変化に応答して、コントローラ515は、センサ露出時間を、第1の値とは実質的に異なり得る新しい（すなわち第2の）値に設定し得る。その場合コントローラ515は、利得もしくは露出時間、またはその両方などのセンサ210パラメータを、比較的一定の輝度値を維持すべく調整し得る。言い換えると、輝度値は、状態変化の前後において比較的一定の状態にとどまる。
【００５３】
上記例示的態様に関して、撮像装置100によって薬品戸棚の内容物を撮像する場合、ユーザは、例えば、撮像装置100をしっかりと保持して、センサ210によって薬瓶上のラベルの一部分が撮像されるようにすることができる。別の例では、ユーザは、撮像装置100を動かした後、撮像装置100を、カウンタ上の対象物505の隣に配置して、撮像装置100と対象物505とが、この例では相互に動かないようにすることができる。別の例では、画像の拡大が停止し、そのため、隣接するフレーム間で対象物505の動きがない場合がある。これらの例には、フレーム間の動きありの第1の期間からフレーム間の動きなしの期間への状態変化が示されている。状態変化に応答して、センサ露出時間は第1の値から第2の値へ変化し得る。
【００５４】
動き検出器525が、対象物505と撮像装置100との間または画像のフレーム間に相対運動がない、または最小限（閾値未満など）の相対運動しかないことを示すとき、コントローラ515は、輝度値を目標の一定の輝度値のより近くに、またはこれと等しい値に至らせるように、センサの露出時間と利得の少なくとも一方を調整することができる。この例では、センサ210パラメータの調整後に生成されるフレームは、目標輝度値により近いまたは目標輝度値と等しい輝度値を有し得る。一態様では、コントローラ515は、センサ210の利得を調整することができる。この態様では、利得が調整された後にセンサ210によって作成される画像の第1のフレームは、利得調整の前に作成された最後のフレームより目標輝度値に近い輝度値を有し得る。
【００５５】
相対運動なしの様々な態様において、コントローラ515は、センサ210の露出時間を調整することができる。この態様では、第2の露出時間値に基づく輝度値を有するフレームが、第1の値から第2の値への露出時間調整が行われた後にセンサ210によって作成された第2のフレームを発端に作成され得る。このフレーム遅延は、例えば、計算処理時間などに起因し得る。
【００５６】
様々な態様において、ユーザは、撮像装置100を用いて一つまたは複数の対象物505をスキャンし得る。例えば、スーパーマーケットの売り場通路にいるユーザは、撮像装置100でシリアル箱の列をスキャンし得る。この例では、センサ210は、一連のフレームを有する画像を作成し得る。画像は、コントローラ515によって拡大されてディスプレイユニット515に提供され、そこでユーザが目視するために拡大された画像が表示され得る。低視力ユーザは、例えば、ブランドを識別したり、シリアル成分を確認したりするためにシリアル箱表面の表示を目視することができない場合もあるが、その同じユーザが、ディスプレイユニット105上でシリアル箱の各部分の拡大画像を適切に目視でき得ることを理解すべきである。
【００５７】
この例を続けると、撮像装置100は、一つまたは複数の静止した対象物505（例えばシリアル箱など）に対して運動し得る。あるいは、動きは、画像の2つのフレームが異なる拡大値を有するよう画像を拡大したことに起因する場合もあり、対象物のこの部分は、フレームごとにそれぞれ異なる位置に表示される。動き検出器525は、この動きを検出し、動きの存在をコントローラ105に指示し得る。よって、動きありの期間において、コントローラ515は、リアル・タイム・ビデオ表示など、この画像の表示に適した輝度値を維持するための第1の露出時間値を決定し得る。例えば、第1のセンサ露出時間は、コントローラ515に提供されてもよく、またはコントローラ515によって決定されてもよい。この例示的態様では、相対運動の期間において、コントローラ515は、センサ露出時間が第1の目標値に設定された状態で、センサ利得を、視覚的に許容できるレベルの輝度値を維持すべく調整し得る。この例では、ディスプレイユニット105は、リアルタイムで、または実質的にリアルタイムで、画像の一部を形成するビデオ・フレーム・シーケンスを表示し得る。表示されるビデオ画像の輝度値は、センサの利得、露出時間、もしくはその両方の調整に少なくとも一部基づいて、目標輝度値に、または目標輝度値の近辺に維持され得る。
【００５８】
ユーザは、ディスプレイユニット105を目視し、対象物505の拡大された画像を、動きありの期間においてリアルタイムで見ることができる。一態様では、この動きありの期間において、コントローラ515は、センサ露出時間を固定の露出時間に維持することができ、かつセンサ利得を、画像、または画像の少なくとも一つのフレームの一定の輝度値を維持すべく、周期的にまたは絶えず調整することができる。例えば、センサ210のパラメータを、所定の値の輝度値、または所定の値に近い輝度値を有するフレームを生成するように調整することなどによって、表示される画像の露出、ノイズ、ブレなどのアーチファクトが低減され得る。
【００５９】
一態様では、相対運動が、一定の期間の後で停止し得る。例えば、ユーザは、ユーザが購入しようとするシリアルの特定のブランドの画像を目視し得る。この時点において、動きの間の画像輝度を制御するのに一部が使用される第1の露出時間は、例えば、動きが停止したときにセンサ210によって撮像される対象物505の部分における変化などのために、不適切となり得る。この例では、高品質の画像表示を維持するためのセンサ露出時間は、第1の値から第2の値にジャンプし得る。
【００６０】
いくつかの態様では、撮像装置100のセンサ210によって作成されたフレーム内に表される対象物505間に動きがないという判定に応答して、コントローラ515は、第2のセンサ露出時間を設定することができ、かつセンサの利得と露出時間の少なくとも一方を、一定の画像輝度を維持すべく調整することができる。例えば、利得は、センサ露出時間が第2の目標値に固定された状態で調整され得る。一態様では、コントローラ515は、動きが存在したとコントローラ515が判定した期間の後に続く期間において動きが存在しないと判定し得る。
【００６１】
フレーム間での対象物の少なくとも一部分の動きありから動きなしへの状態変化に応答して、コントローラ515は、第1の目標のセンサ露出時間が第2の目標のセンサ露出時間で置き換えられるべきであると判定し得る。一態様では、コントローラ515が、対象物505とセンサ210との間に相対運動がないと判定する期間の第1の部分において、コントローラ515は、センサ露出時間を第2のセンサ露出時間に維持しながら、センサ利得を、例えば、表示に適したレベルの一定の輝度値を維持すべく調整することができる。例えば、利得は、露出時間を一定としたままで増減し得る。いくつかの態様では、続いて、固定の利得を維持し、センサ露出時間を、第2の目標のセンサ露出時間から外れるように調整することによって、さらなる輝度微調整が行われ得る。画像装置100と対象物505との間に動きがないときの安定したセンサ露出時間と組み合わされたこれらのセンサ利得の変更により、画像の輝度値を、ユーザによる画像目視に適した範囲へと至らせることができる。
【００６２】
様々な態様において、相対運動なしの期間に、安定したセンサ露出時間と併用してセンサ利得の調整を行うことにより、画像輝度が一定の値の近辺に維持される。この態様の一例では、フレーム間の輝度の差と一定の輝度値は、露出時間が固定されたままである限り存続し得る。言い換えると、センサ利得の調整だけで、一定の目標輝度値とわずかに異なるが、その目標輝度値に近い画像輝度値を維持し得る。この時点において、この例では、センサ露出時間が固定されたままである間、さらにセンサ利得を調整しても、フレーム輝度値をそれ以上目標輝度値の近づけることはできない場合もある。言い換えると、センサ露出時間を固定した状態でセンサ利得を調整することにより獲得される画像輝度値の粗い制御は、コントローラ515が対象物505と撮像装置100との間に相対運動がないと判定する期間の第1の部分の終わりに、限界に接近し得る。
【００６３】
この例を続けると、一態様では、コントローラ515が相対運動がないと判定する期間の第2の部分において、コントローラ515は、センサ利得を固定の値に維持し、センサ露出時間だけを、センサ露出時間が前に設定された第2の値から外れるように調整することができる。相対運動なしの期間の第2の部分は、相対運動なしの期間の第1の部分の後に続き得る。この例では、コントローラ515は、センサ利得を、センサ利得が第1の期間の終わりに持っていた値に維持し、さらに、固定されたセンサ利得の期間において、センサ露出時間を第2のセンサ露出時間値から増減し得る。一態様では、コントローラ515は、センサ利得が固定された状態で、画像輝度値を一定の目標輝度値に至らせるように、センサ露出時間を調整する。これは、フレーム輝度が一定の輝度値と等しくなるようなフレーム輝度の微調整をもたらすことができる。
【００６４】
この例示的態様を続けると、コントローラ515は、フレーム輝度値が一定の輝度値と等しい、または一定の輝度値に十分に近いと判定し得る。この例では、ディスプレイユニット105によって表示される画像は、一定の輝度値と実質的に同様の輝度値を有し得る。一態様では、相対運動なしの期間において、コントローラ515は、センサ210に、センサ利得およびセンサ露出時間をそれらの現在のレベルに維持するよう指図し、よって、相対運動なしの期間の第3の部分において安定状態の画像輝度が維持される。
【００６５】
よって、一態様では、動きありの期間において、コントローラ515は、センサ露出時間を第1の値に維持し、センサ利得を、フレーム輝度を一定の輝度値に至らせるように調整することができる。これにより、撮像装置100と対象物505との間の相対運動ありの間、リアルタイムで、ディスプレイユニット105による画像の視覚的に許容される表示が可能になり得る。動きが停止すると、コントローラ515は、センサ露出時間を、画像の動きなしの表示に適した第2の値に維持し得る。第2の目標のセンサ露出時間値において、コントローラ515は、フレーム輝度を一定の輝度値の近辺に維持するように、センサ利得を調整し得る。例えば、第2の目標の露出時間で利得を調整した後で、フレーム輝度が一定の輝度値と等しくないままである場合、コントローラ515は、センサ利得を固定し、センサ露出時間を、フレーム輝度が一定の輝度値と等しくなるように第2の目標値から変更することができる。フレーム輝度が一定の輝度値と等しいとき、コントローラ515はセンサ利得とセンサ露出時間の両方を固定し得る。一態様では、フレーム輝度が一定の輝度値と異なったままである場合、一定の輝度値は、センサの利得および露出時間が固定された状態で、現在測定されているフレーム輝度値として再定義され得る。
【００６６】
この例示的態様を続けると、相対運動なしの期間の第1の部分において、コントローラ515は、センサ露出時間を第1の値に維持することができ、かつセンサ利得を、フレーム輝度を一定の輝度値にまたはその近辺に維持すべく調整することができる。相対運動なしの期間の第2の部分において、コントローラ515は、センサ露出時間を第2の値に維持することができ、かつセンサ利得を、フレーム輝度値をさらに一定の輝度値に至らせるように調整することができる。例えば、フレーム輝度値と一定の輝度値とが実質的に等しい（例えば、それぞれの±5％以内）とき、コントローラ515は、センサ利得とセンサ露出時間の両方を固定の値に維持することができる。例えば、コントローラ515は、相対運動ありまたはなしの期間に、センサ利得とセンサ露出時間のどちらかまたは両方、ならびに他のセンサ210のパラメータを、画像の表示からノイズ、ブレ、露出過度、またはその他のアーチファクトを除去する一定の輝度値にまたはその近辺にフレーム輝度を維持するように、増加、減少、または維持することができる。これは、リアルタイムで行われてもよく、またはさらなる読み出しおよび表示用にメモリ510またはその他の記憶装置に記憶されている複数のフレームの画素データなどのセンサデータを用いてタイムシフトされて行われてもよい。
【００６７】
コントローラ515は、任意の数のセンサ露出時間を選択または決定してもよく、本明細書において第1および第2の目標のセンサ露出時間の例は非限定的なものであることを理解すべきである。例えば、撮像装置100と対象物505との間の相対運動の期間において、またはフレーム間の対象物の動きをもたらす画像拡大の期間において、複数の目標のセンサ露出時間が選択され得る。様々な態様において、相対運動なしの期間に、複数のセンサ露出時間が選択され得る。コントローラ515は、センサ210のパラメータを、フレーム輝度値を一定の輝度値に維持すべく、例えば、撮像装置100と対象物505との間の相対運動のレートに基づいて調整し得る。一定の輝度値にまたはその近辺に維持される輝度値は、例えば、複数のフレームの平均輝度値や、1フレームの輝度値や、または1フレームの各部分の輝度値などを含み得る。一態様では、一定の輝度値は、ユーザ入力に応答したものとすることができる。
【００６８】
様々な態様において、コントローラ515は、例えば、色検出器520などによって識別されるように、画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかに基づいて、センサ210のパラメータを、フレーム輝度を異なる輝度値に維持すべく調整し得る。カラー画像のための輝度値は、画像内の色の量に基づいて変化し得る。一態様では、輝度に加えて、コントローラ515は、画像のコントラスト、彩度、色相、およびクロミナンスの少なくとも一つを調整し得る。様々な態様において、これは、例えばコントローラ515などが処理後に行うこともでき、例えば、センサ210パラメータを調整するコントローラ515が、画像取込みの間に行うこともできる。様々な態様において、コントローラ515は、画像が白黒画像と識別されるかまたはカラー画像と識別されるかに応じて、目標輝度値を増減し得る。
【００６９】
様々な態様において、コントローラ515は、センサ210によって提供される画像の少なくとも一部分を拡大することができ、拡大された画像はメモリ510に記憶され得る。一態様では、コントローラ515は、対象物505のサイズの2倍から16倍の間まで画像を拡大し得る。別の態様では、倍率は、対象物505のサイズの3倍から15倍の間である。一態様では、ユーザは、フロントパネル125に沿って倍率セレクタ135をスライドさせる（図1参照）ことによって連続したスケールで拡大範囲を徐々に調整することができる。次いでディスプレイユニット105は、拡大された画像の少なくとも一部分を表示し得る。例えば、ユーザは、リアルタイムで、ほぼリアルタイムで、または後で対象物505の拡大された画像を目視するために、撮像装置100を用いて対象物505をスキャンすることができる。
【００７０】
例えば、運動速度、照明、対象物505の特性、対象物505とセンサ210の間の距離などの変動が、開始時、連続した相対運動の期間、および相対運動の期間の後に続く相対運動なしの期間に発生し得る。これらの変動はすべて、ディスプレイ上の画像の品質に影響を及ぼし得る。例えば、相対運動は、画像のブレを生じさせ得る。この例では、センサ露出時間を低減するとブレが低減される。また、センサ露出時間の低減は、画像取込みの間にセンサ210が利用できる光の量も低減し、フレーム輝度値が低減され得る。よって、一態様では、センサ利得210が増加し得る。これにより、フレーム輝度値が増加し、センサ露出時間の減少に起因する任意の輝度の減少が相殺され、よって、実質的に一定の輝度値が維持され得る。様々な態様において、利得調整および露出時間調整は、同時に行われても、順次に行われてもよい。一態様では、センサ露出時間が減少し、利得が増大するが、他の組み合わせも可能である。例えば、利得と露出時間の両方が増加または減少してもよい。さらに、他方が減少する間に一方が増加してもよく、両方が増加してもよく、両方が減少してもよく、一方または両方の値が固定されたままでもよい。
【００７１】
図1〜5に示すメモリ510、コントローラ515、色検出器520、動き検出器525、センサ210、およびその他の要素は、様々な構成を有していてもよく、一つまたは複数の構成要素または論理デバイスの一部を形成していてもよいことを理解すべきである。さらに、これらの図の各要素は、様々な方法で、例えばバスラインなどによって相互接続されていてもよい。一つの例示的構成が図5に示されている。他の構成も可能である。例えば、コントローラ515、色検出器520、および動き検出器525は同じ装置の一部を形成し得る。
【００７２】
図6には、対象物を撮像する方法600を描いたフローチャートが示されている。一態様において、方法600は、対象物の画像を生成する動作（動作605）を含む。一態様では、対象物の画像を生成すること（動作605）は、センサを使用して対象物の画像を生成することを含み、その場合、画像は、対象物の少なくとも一部分を描く複数のフレームを含む。対象物の画像を生成すること（動作605）は、センサが対象物の一連のフレームを作成することを含み得る。例えば、対象物は、撮像装置やスキャナなどのセンサの範囲内を通過し得る。画像を生成すること（動作605）は、対象物に対応する画像の少なくとも一つのフレームのRGB画素データを生成することを含み得る。センサと対象物は相対運動をしてもしなくてもよい。一態様では、対象物の画像を生成すること（動作605）は、例えば、カラーや、白黒や、または均一でない形状とすることのできる対象物の画像を生成することを含む。
【００７３】
様々な態様において、方法600は、対象物と撮像装置との間の相対運動が存在するかどうかを判定する動作（動作610）を含む。一態様では、相対運動を判定すること（動作610）は、撮像される対象物と撮像装置のセンサとの間の相対運動を判定することを含む。例えば、相対運動を判定すること（動作610）は、対象物が動いている間に撮像装置が固定された位置にあると判定することを含み得る。別の例では、相対運動を判定すること（動作610）は、対象物が、店の棚の上などの固定された位置にあり、センサを含む撮像装置が対象物のそばを通過するのを判定することを含み得る。さらに別の例では、相対運動を判定すること（動作610）は、撮像装置と撮像される対象物の両方が同時に動いているのを判定することを含み得る。別の態様では、相対運動を判定すること（動作610）は、複数のフレームのフレーム間に対象物の少なくとも一部分の間で運動があるかどうかを判定することを含む。この動きは、例えば、対象物の物理的運動や、動いていない対象物の拡大に起因するものとすることができる。
【００７４】
いくつかの態様において、相対運動を判定すること（動作610）は、例えば動きセンサなどにより、物理的動きを検出することを含む。一態様では、撮像装置と対象物との間の動きを検出すること（動作610）は、対象物の画像のフレームを評価することを含む。例えば、画像は、一連のフレームを含み得る。画像のあるエッジは、第1のフレームの第1の位置と第2のフレームの第2の位置とに現れ得る。第1の位置と第2の位置とは、2つの各フレームの異なる領域に位置し得る。例えばエッジは、第1のフレームの第1の画素列と、第2のフレームの第2の画素列とで検出され得る。そのようなフレーム間のエッジの運動は、撮像装置と撮像される対象物との間の相対運動を示し得る。よって、撮像装置と対象物との間の動きを検出すること（動作610）は、画像の一連のフレームのエッジ位置の変化を検出することを含み得る。
【００７５】
様々な態様において、相対運動を判定すること（動作610）は、画像のフレームの輝度値を検出し、評価することを含む。例えば、動きを検出すること（動作610）は、第1のフレームおよび第2のフレームの輝度値を検出することを含み得る。閾値より大きく異なるフレーム間またはフレームセット間の輝度値の差は、相対運動を示し得る。一態様では、撮像装置と対象物との間の動きを検出すること（動作610）は、フレームの四半分または他の対称または非対称の区分の輝度値を検出することを含む。フレーム間でのこれらの輝度値の変化は、平均され、閾値と比較され得る。撮像装置と対象物との間の動きは、閾値とこれらの決定された輝度値、これらの輝度値の平均または差分との比較に少なくとも一部基づいて検出され得る（動作610）。
【００７６】
いくつかの態様において、相対運動を判定すること（動作610）は、センサと対象物とが相対的に物理的に運動していないときの動きを決定することを含む。例えば、画像の異なるフレームに対して異なるレベルの拡大を適用することができる。この拡大により、対象物の少なくとも一部分が、画像の2つ以上のフレーム上の異なるそれぞれの位置に表示され得る。一態様では、相対運動を判定すること（動作610）は、例えば、画像拡大などに起因する複数のフレーム内の対象物の運動を検出することを含む。
【００７７】
様々な態様において、方法600は、画像が色を含むかどうかを判定する動作（動作615）を含む。例えば、画像が色を含むかどうかを判定すること（動作615）は、画像がカラー画像であるかまたは白黒画像であるかを判定することを含み得る。一態様では、画像が色を有するかどうかを判定すること（動作615）は、RGB画像デルタ値を比較することを含む。例えば、画像は、RGB画素デルタ値（またはその平均値）が閾値量を超えるときに色を有すると判定され得る（動作615）。別の例では、画像が色を含むかどうかを判定すること（動作615）は、RGB画素デルタ値（またはその平均値）が閾値量未満であるときに、画像を白黒画像として識別することを含み得る。というのは、RGB画素値の均一性は、画像内に色が欠如していることを示し得るからである。
【００７８】
様々な態様において、方法600は、撮像装置内のセンサのセンサ利得を調整する動作（動作620）を含む。センサ利得を調整すること（動作620）は、CMOSセンサなどの画像センサの利得値を増減することを含み得る。これは、結果的に生じるセンサによって作成される画像の輝度値を変更し得る。一態様では、センサ利得を調整すること（動作620）は、画像輝度値を目標輝度値に至らせるように、または輝度値を目標輝度値にまたはその近辺に維持するように、センサ利得を調整することを含む。一態様では、センサ利得を調整すること（動作620）は、動きがあるかどうかを判定する動作（動作610）の結果にかかわらず、フレーム輝度値を目標輝度値に維持するように、センサ利得を調整することを含む。
【００７９】
画像輝度値は、例えば、画像のフレームの輝度値、画像の複数のフレームの平均輝度値、画像の少なくとも一つのフレームの全部もしくは一部の間のデルタ輝度値、画像の少なくとも一つのフレームの一部分の輝度値、または画像の一つもしくは複数のフレームの一つもしくは複数の画素の輝度値などを含み得る。
【００８０】
一態様では、センサ利得を調整すること（動作620）は、画像のフレーム間に対象物の運動があると判定した（動作610）ことに応答して、画像輝度を目標値に、または目標値近辺に維持するように、センサ利得を調整することを含む。別の態様では、センサ利得を調整すること（動作620）は、画像のフレーム間に対象物の運動がないと判定した（動作610）ことに応答して、画像輝度を目標値に、または目標値近辺に維持するように、センサ利得を調整することを含む。
【００８１】
一態様では、方法600は、センサ利得を維持する動作（動作625）を含む。センサ利得を維持すること（動作625）は、輝度値を目標値に維持するために、または画像輝度値を目標値へと至らせるために、センサ利得を現在値に固定することを含み得る。別の態様では、これは、撮像装置と対象物の間に相対運動がある、またはないと判定したこと（動作610）に応答して行われ得る。
【００８２】
一態様では、方法600は、センサ露出時間を調整する動作（動作630）を含む。例えば、センサ露出時間を調整すること（動作630）は、相対運動があると判定したこと（動作610）に応答して、輝度値を維持するように、センサ露出時間を調整することを含み得る。一態様では、センサ露出時間を調整すること（動作630）は、隣接するフレーム間に対象物の運動がないと判定したこと（動作610）に応答して、輝度値を維持するように、センサ露出時間を調整することを含む。
【００８３】
いくつかの態様において、方法600は、センサ露出時間を維持する動作（動作635）を含む。センサ露出時間を維持すること（動作635）は、フレーム輝度を目標値へと至らせるために、またはフレーム輝度を現在の値に維持するために、センサ露出時間を現在値に固定することを含み得る。これは、対象物の運動がある、またはないと判定したこと（動作610）に応答して行われ得る。
【００８４】
一態様において、方法600は、画像コントラストを調整する動作（動作640）を含む。例えば、画像コントラストを調整すること（動作640）は、センサパラメータを、所望のコントラストを有する画像を生成するように調整することを含み得る。また、画像コントラストを調整すること（動作640）は、画像または画像に関連付けられたフレームもしくは画素のコントラスト値を調整するための画像生成後処理も含み得る。一態様では、画像コントラストを調整すること（動作640）は、画像がカラー画像と白黒画像の一方であると判定したこと（動作615）に応答して行われ得る。別の態様では、画像コントラストを調整すること（動作640）は、画像輝度値を目標輝度値に至らせる、輝度値を維持する、またはそうでなければ、表示された画像から視覚的に知覚されるアーチファクトを低減することができる。
【００８５】
様々な態様において、方法600は、画像彩度を調整する動作（動作645）を含む。画像コントラストを調整すること（動作640）と同様に、画像彩度を調整すること（動作645）は、センサパラメータを、所望の彩度を有する画像を生成するように調整することを含み得る。また、画像彩度を調整すること（動作645）は、画像または画像と関連付けられるフレームもしくは画素のコントラスト値を調整するための画像生成後処理も含み得る。一態様では、画像彩度を調整すること（動作645）は、画像がカラー画像と白黒画像の一方であると判定したことに応答して行われ得る（動作615）。別の態様では、画像彩度を調整すること（動作645）は、画像輝度値を目標輝度値に至らせる、輝度値を目標値にもしくは目標値近辺に維持する、またはそうでなければ、表示された画像から視覚的に知覚されるアーチファクトを低減することができる。
【００８６】
一態様において、方法600は、拡大された画像を作成する動作（動作650）を含む。別の態様では、拡大された画像を作成すること（動作650）は、画像の少なくとも一部分を拡大することを含む。例えば、拡大された画像を作成すること（動作650）は、生成する動作（動作605）で生成される画像のサイズの2倍から16倍まで画像を拡大することを含み得る。別の例では、拡大された画像を作成すること（動作650）は、生成する動作（動作605）で生成される画像のサイズの3倍から15倍まで画像を拡大することを含み得る。他の倍率範囲も可能であることを理解すべきである。一態様では、ユーザが撮像装置の連続スケールで拡大範囲を徐々に調整したことに応答して拡大された画像が作成され得る（動作650）。別の態様では、拡大された画像を作成すること（動作650）は、コントローラから受け取られた命令に応答して行われる。一態様では、拡大された画像を作成すること（動作650）は、画像のフレーム間に対象物の運動を生じさせる。
【００８７】
センサパラメータは、センサを制御するまたはセンサの一部であるコントローラの指図で調整され得るか（動作620、動作625）、または維持され得る（動作630、動作635）ことを理解すべきである。また、画像パラメータは、同じまたは異なるコントローラの指図で調整され得る（動作640、動作645）ことも理解すべきである。
【００８８】
一態様では、拡大された画像を作成すること（動作650）は、例えば、画像を生成する動作（動作605）を行うセンサの、センサ利得を調整する動作（動作620）、センサ利得を維持する動作（動作625）、センサ露出時間を調整する動作（動作630）、およびセンサ露出時間を維持する動作（動作635）の少なくとも一つなどによって、目標輝度値と実質的に同様のままとどまり得る輝度値を有する拡大された画像を作成することを含む。また、拡大された画像を作成すること（動作650）は、調整された画像コントラスト（動作640）、または調整された画像彩度（動作645）を有する拡大された画像を作成することも含み得る。拡大された画像を作成すること（動作650）は、リアルタイムで、またはほぼリアルタイムで拡大された画像を作成することを含み得る。例えば、拡大された画像を作成すること（動作650）は、撮像装置が対象物を撮像する際に画像を作成することを含み得る。いくつかの態様では、作成される（動作650）拡大された画像は、メモリに記憶され得る。別の態様では、画像データが記憶され、拡大された画像を作成すること（動作650）は、メモリに記憶された画像データから拡大された画像を作成することを含み得る。
【００８９】
一態様において、方法600は、拡大された画像の少なくとも一部分をディスプレイに提供する動作（動作655）を含む。作成される（動作650）拡大された画像の少なくとも一部分は、例えば、LCDディスプレイなどに提供され得る（動作655）。また、ディスプレイに画像を提供すること（動作655）は、撮像装置からテレビ、スクリーン、または撮像装置の一部ではないモニタに画像を提供することも含み得る。これは例えば、有線または無線の接続を介して行われ得る。画像、拡大された画像、またはその一部分をディスプレイに提供すること（動作655）は、ユーザが目視するためにリアルタイムでディスプレイに画像を提供することを含み得る。
【００９０】
方法600は、図6の例に示す動作よりも多い、または少ない動作を含んでいてもよいことを理解すべきである。この例示的方法の動作が行われ得る順序は変化し得る。これらの動作は、独立に、任意の順序で行われてもよく、方法600の他のいかなる動作の実行にも依存する必要はない。
【００９１】
撮像装置100の作動は、有限状態機械として説明され得る。例えば、撮像装置100の状態が図7に示されており、図7は、本発明の各局面による撮像装置100の作動モードの例を示すブロック図である。一態様において、撮像装置100は、初期設定状態705、動き検出参照状態710、動き検出後続状態715、ジャンプ状態720、追跡状態725、粗い調整状態730、および細かい調整状態735を含む。初期設定状態705では、センサフレーム数/秒、利得範囲、露出時間範囲、および目標輝度値などの変数が較正され、または決定され得る。一態様では、初期設定状態705は、撮像装置100の始動またはリセット後に行われる。
【００９２】
いくつかの態様では、動き検出参照状態710において、画像の2つのフレーム間での対象物の少なくとも一部分の運動が検出され得る。動き検出参照状態710は、例えば、画像拡大などに起因する対象物の動きの検出に応答して、センサ露出時間を第1の値に設定することを含み得る。一態様では、センサ利得が、動き検出参照状態710において、複数のフレームの所望の輝度値を維持するように調整され得る。
【００９３】
一態様では、動き検出後続状態715で、参照状態710からの状態変化を検出する。例えば、参照状態710で検出された動きが停止し、フレーム内に対象物の動きがない期間が生じ得る。動き検出後続状態715は、動きの検出の参照状態710期間の後に続く動きがないとの検出に応答して、センサ露出時間を第2の値に設定することを含み得る。一態様では、ジャンプ状態720は、参照状態710と後続状態715の間の状態変化を表す。例えば、ジャンプ状態720は、動きありから動きなしへの遷移、または動きなしから動きありへの遷移を検出し得る。一態様では、ジャンプ状態720は、第1の値から第2の値へのセンサ露出時間のリアルタイムでの遷移を含む。言い換えると、センサ露出時間は、撮像装置100がジャンプ状態720で作動するときに、第1の値から非連続の第2の値にジャンプし得る。
【００９４】
遷移の種類に応じて、撮像装置100は、一つまたは複数の様々な状態になり得る。例えば、動きがあるときに、撮像装置100は追跡状態725になり得る。一態様では、追跡状態725には、画像のフレーム内での対象物の運動の検出に応答してなる。この運動が検出されると、一つまたは複数のフレームの輝度値を目標値に維持するためのセンサ利得の調整を伴って、センサ露出時間が第1の値に設定され得る。
【００９５】
一態様では、動きがないとき、撮像装置100は、粗い調整状態730になり得る。チェックされないまま置かれると、第1の値から第2の値へのセンサ露出時間のジャンプは、フレーム輝度のジャンプを生じさせ得る。というのは、異なる露出時間が多かれ少なかれ光をセンサ210に通すからである。粗い調整状態730では、センサ露出時間値の変化に見合うようにセンサ利得を調整することにより、フレーム輝度値を目標輝度値に、またはその近辺に維持することができる。例えば、センサ利得は、第1のセンサ露出時間より小さい第2のセンサ露出時間に見合うように増加され得る。これによって、より小さいセンサ露出時間によるフレーム輝度への影響を打ち消すことにより、フレーム輝度が既存の（すなわち第1のセンサ露出時間値）レベルに維持され得る。
【００９６】
一態様では、撮像装置100は、粗い調整状態から細かい調整状態735へと遷移し得る。例えば、粗い調整状態730により達成され得るフレーム輝度値の範囲は、例えば、撮像装置100が粗い調整状態730で作動するときに固定され得る第2のセンサ露出時間値などに起因して制限され得る。この例では、細かい調整状態735では、固定とすることも可変とすることもできるセンサ利得を用いて、第2の露出時間値を調整し得る。一態様では、細かい調整状態735は、目標輝度値と等しい、または実質的に等しいフレーム輝度値を生じさせ得る。この安定状態で、センサの利得および露出時間は固定され得る。一態様では、細かい調整状態735が目標輝度値と等しくはないが同様である輝度値を有するフレームを作成する場合、目標輝度値は、細かい調整状態735で作成されたフレームの輝度値と一致するように調整され得る。一態様では、撮像装置100は、フレーム間に対象物の少なくとも一部分の運動があるときに追跡状態725になり、そのような運動がないときに粗い調整状態730および細かい調整状態735になる。
【００９７】
静止した対象物を目視するときには、同じ画像が、主として光子ノイズおよびA/D変換ノイズである、ノイズによるわずかな変動を伴って、何度も繰り返し露出され、取り込まれ、表示される。これらのノイズ変動は、画像内でユーザの目を引き、望ましくない。この問題に対処するために、本発明の別の態様では、撮像装置100と対象物505との間に相対運動がないときに、同じディジタルフレームを何度も繰り返して表示する。動きが生じると、この態様のシステムは、（画面が一時停止された画像を有する）目視モードから高速露出を有する読取りモードに遷移する。モード間の迅速な遷移を可能にするために、撮像装置と対象物との相対運動を検出するのに加速度計が使用され得る。
【００９８】
対象物を撮像するときには、一般に、露出時間と利得との最適な組み合わせが求められることを理解すべきである。例えば、静止した対象物および撮像装置では、サイズが大幅に拡大されるときでさえも、典型的には、露出時間をより長くすることにより、最小限のノイズでよりくっきりと輪郭の定まった画像が生じる。より長い露出時間を使用するときには、画像の露出過度（すなわち、過度に明るく、コントラストを欠く画像）を回避するために、典型的には、センサの利得が低減される。しかし、画像のフレームが対象物の動きを示すときには、長い露出時間は、取り込まれた画像のブレを生じ得る。そのようなブレを低減するためには、典型的には、露出時間が低減される。露出時間の低減により、センサに影響を及ぼす光の量が低減され、そのため、センサの利得を調整しないと、画像が過度に暗くなり、やはりコントラストを欠くものになるおそれがある。
【００９９】
図1から7において、列挙されている各項目は、個々の要素として図示されていることに留意されたい。しかし、本明細書において示すシステムおよび方法の実際の実現においては、これらの項目は、ディジタルコンピュータなどの他の電子機器の分離できない構成要素とすることもできる。よって、前述の動作は、少なくとも一部は、プログラム記憶媒体を含む製造品に組み入れられ得るソフトウェアにより実現されてもよい。プログラム記憶媒体は、搬送波、コンピュータディスク（磁気または光（CDもしくはDVD、またはその両方））、不揮発性メモリ、テープ、システムメモリ、およびコンピュータ・ハード・ドライブのうちの一つまたは複数に組み入れられたデータ信号を含む。
【０１００】
以上から、本明細書において示すシステムおよび方法は、対象物を撮像するための簡単で効果的な方法を提供するものであることが理解される。様々な態様による撮像装置は一つまたは複数のフレームを有する対象物の画像を作成し、または生成することができる。画像生成時における撮像装置と対象物との間の相対運動に起因するノイズまたはブレのアーチファクトは、センサパラメータを、所望の輝度を有する画像を作成するように調整することにより低減することができる。これにより、表示される拡大された画像の視認性が高まり、ユーザは、例えば、対象物をよりよく目視するためにその対象物のところに携帯式装置を持っていくことが可能になる。
【０１０１】
前後、左右、上下（top and bottom, upper and lower, above and below, over and under）をいう場合、それは説明の便宜をはかるためのものであり、本発明のシステムおよび方法またはこれらの構成要素を任意の一つの位置的または空間的向きに限定するためでのものではない。
【０１０２】
また、本明細書においてシステムおよび方法の態様または要素または動作を単数形でいう場合、それは、複数のこれらの要素を含む態様も包含し得るものであり、本明細書において任意の態様または要素または動作を複数形でいう場合、それは、ただ一つだけの要素を含む態様も包含し得るものである。単数形または複数形でいうのは、本明細書において開示するシステムまたは方法、それらの構成要素、動作または要素を限定するためではない。
【０１０３】
本明細書において開示する任意の態様は、他の任意の態様と組み合わされてもよく、「一態様」、「いくつかの態様」、「代替の態様」、「様々な態様」、「一つの態様」などという場合、それらは、必ずしも相互に排他的であるとは限らず、態様と関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも一つの態様に含まれ得ることを示すためのものである。本明細書において使用されるそのような用語は、必ずしもすべてが同じ態様を指すものであるとは限らない。任意の態様が他の任意の態様と、本明細書において開示する目的、ねらい、および必要と整合性を有する任意の方法で組み合わされてもよい。
【０１０４】
「または」という場合、それは、「または」を使用して記述される任意の項目が、記述される項目のただ一つ、複数、および全部のいずれかを示し得るように含むものとして解釈され得るものである。
【０１０５】
図面、詳細な説明または任意の特許請求の範囲における技術的特徴の後に参照符号が続く場合、参照符号は、もっぱら、図面、詳細な説明および特許請求の範囲の明瞭性を高めるだけのために含まれるものである。したがって、参照符号があってもなくても、任意の特許請求の範囲の要素の範囲にいかなる影響も及ぼさない。
【０１０６】
本明細書において示すシステムおよび方法は、それらの趣旨または本質的特徴を逸脱することなく、他の特定の形態としても実施され得ることを当業者は理解する。例えば、センサの利得および露出時間の増減は、独立に行われても、同時に行われても、続けて行われてもよい。これは、画像輝度値を所望の方向に至らせることによって画像表示を改善し得る。さらに、画像からアーチファクトを除去するために、センサ画素サイズ、フレームレート、画素輝度またはクロミナンスの出力形式などの他のセンサパラメータが調整され、または維持されてもよい。そのようなアーチファクトの例には、マウスティース、ぎざぎざ、ブロックアーチファクト、ならびにノイズおよびブレ画像ひずみが含まれる。したがって、以上の態様は、あらゆる点において、前述のシステムおよび方法を限定するのではなく例示するものとみなされるべきである。よって、本明細書において示すシステムおよび方法の範囲は、以上の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、したがって、特許請求の範囲と等価の意味および範囲内に含まれるすべての変更は特許請求の範囲内に包含されるべきものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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